Un cronómetro microbiano de la muerte podría ayudar a transformar la ciencia forense

escena del crimen
Bacterias y hongos invisibles emergen como la Parca tan pronto como alguien muere

Nueva herramienta puede predecir con precisión el tiempo de un cuerpo desde la muerte
Una red de 20 microbios impulsan universalmente la descomposición de la carne animal

Por primera vez, los investigadores han identificado lo que parece ser una red de aproximadamente 20 microbios que impulsan universalmente la descomposición de la carne animal. Los hallazgos tienen significativas implicaciones para el futuro de la ciencia forense, incluido el potencial de proporcionar a los investigadores de la escena del crimen una forma más precisa de determinar el momento de la muerte de un cuerpo.

"Es realmente genial que existan estos microbios que siempre aparecen para descomponer restos de animales", dijo la profesora asociada de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) Jessica Metcalf, autora principal del nuevo trabajo. "Con suerte, estamos abriendo toda esta nueva área de investigación ecológica".

La descomposición del material biológico muerto es uno de los procesos más fundamentales de la Tierra. Los desechos orgánicos de las plantas representan la gran mayoría de la materia que se descompone, un proceso que se comprende relativamente bien. Sin embargo, se sabe comparativamente poco sobre la ecología de la descomposición de los vertebrados, incluidos los humanos, y comprender mejor cómo se descomponen los humanos tiene el potencial de hacer avanzar la ciencia forense.

Este nuevo estudio, una tarea de varios años, implicó la descomposición de 36 cadáveres en tres diferentes instalaciones antropológicas forenses: la Universidad de Tennessee, Knoxville; Universidad Estatal Sam Houston; y la Universidad de Colorado Mesa. Los cuerpos fueron descompuestos en diferentes climas y durante las cuatro estaciones. Luego, el equipo de investigación recogió muestras de piel y suelo durante los primeros 21 días de cada cuerpo en descomposición.

Metcalf y sus colegas generaron una cantidad significativa de información molecular y genómica a partir de las muestras. Luego utilizaron esa información para construir una imagen general de la "comunidad microbiana" o microbioma presente en cada sitio. "Esencialmente", dijo Metcalf, "qué microbios hay, cómo llegaron allí, cómo cambia eso con el tiempo y qué están haciendo".

Sorprendentemente, dijo, independientemente del clima o el tipo de suelo, los investigadores encontraron en los 36 cuerpos el mismo conjunto de aproximadamente 20 microbios especializados en descomposición. Es más, esos microbios llegaron como un reloj en ciertos puntos durante el período de observación de 21 días, y los insectos jugaron un papel clave en su llegada.

"Vemos que microbios similares llegan en momentos similares durante la descomposición, independientemente de cualquier cantidad de variables exteriores que se puedan imaginar", dijo Metcalf.

red de microbios descomponedores

Imagen: Surge una red universal de descomponedores según la estación, la ubicación y el clima

Un futuro en medicina forense

Identificar la composición constante y el momento del microbioma en descomposición tiene importantes implicaciones para la ciencia forense.

Utilizando técnicas de aprendizaje automático y datos del nuevo estudio, así como trabajos anteriores, Metcalf y sus colaboradores (David Carter, profesor de ciencias forenses en la Universidad Chaminade de Honolulu, y Rob Knight, director del Centro para la Innovación en Microbiomas de la Universidad de California en San Diego) construyeron una herramienta que puede predecir con precisión el tiempo de un cuerpo desde la muerte, también conocido como intervalo postmortem.

"Cuando se habla de investigar escenas de muerte, hay muy pocos tipos de evidencia física que se pueda garantizar que estarán presentes en cada escena", dijo Carter. "Nunca se sabe si habrá huellas dactilares, manchas de sangre o imágenes de cámaras. Pero los microbios siempre estarán ahí".

Es más, estos microbios pueden ser particularmente útiles, afirmó Carter, bajo los tipos de condiciones examinadas en el nuevo estudio. "Estamos hablando de escenas de muerte al aire libre", dijo. "Puede resultar difícil recopilar información en ese tipo de investigaciones".

La directora del Instituto Nacional de Justicia, Nancy La Vigne, considera que la investigación es particularmente prometedora. "Una de las preguntas principales de cualquier investigación de muerte es '¿cuándo murió esta persona?'", dijo La Vigne. "Esta línea continua de investigación está mostrando prometedores resultados para predecir el momento de la muerte de restos humanos, ayudar en la identificación del difunto, determinar posibles sospechosos y confirmar o refutar coartadas".

Además de identificar a los descomponedores universales, el equipo de investigación también intentó determinar de dónde procedía esta comunidad microbiana. En particular, dijo Metcalf, no pudieron encontrar los microbios en las bases de datos de microbiomas del suelo ni en los catálogos de microbiomas de la piel y el intestino humanos. Sin embargo, encontraron los descomponedores universales en los insectos. "Parece que los insectos están trayendo microbios", dijo Metcalf.

comunidades microbianas del tiempo desde la muerte

Imagen: El aprendizaje automático revela la naturaleza predictiva de las comunidades microbianas del tiempo desde la muerte (ADD) a través de descomponedores universales

Otras aplicaciones de investigación

Estos últimos hallazgos se basan en más de una década de trabajo de Metcalf, Carter y Knight, incluido un estudio inicial que involucró la descomposición de ratones en diferentes suelos en un laboratorio controlado, así como un seguimiento que implicó la descomposición de cuatro cadáveres en las instalaciones estatales Sam Houston. Zach Burcham, ex estudiante postdoctoral de la CSU en el laboratorio de Metcalf, ayudó a dirigir el último trabajo.

"Esta investigación fue un enorme esfuerzo de colaboración de un equipo diverso de científicos altamente capacitados, un brillante ejemplo de lo que se puede lograr cuando equipos interdisciplinarios unen fuerzas hacia un objetivo común", dijo Burcham. "Este conjunto de datos es verdaderamente único en su tipo, con impactos de amplio alcance, desde la ecología microbiana hasta la ciencia forense".

Además de las aplicaciones forenses, Metcalf ve otras oportunidades para utilizar esta nueva información. "Veo muchas potenciales aplicaciones en la agricultura y las industrias alimentarias", dijo Metcalf, que trabaja en el Departamento de Ciencias Animales de la CSU.

Metcalf también tiene la intención de ampliar su investigación en este campo, incluido el estudio potencial de las diferencias en la ecología microbiana de grandes y pequeños vertebrados. "Siento que estamos abriendo muchos caminos en ecología básica y ciclo de nutrientes", dijo Metcalf.

El estudio se ha publicado en Nature Microbiology: A conserved interdomain microbial network underpins cadaver decomposition despite environmental variables

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